SMA丝辅助气动变刚度驱动器仿真与实验

作     者：李健 黄美珍 闫杰 郭宏旭 王雨涵 LI Jian;HUANG Mei-zhen;YAN Jie;GUO Hong-xu;WANG Yu-han

作者机构：东北林业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150040 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51905084) 

出 版 物：《机械设计》 (Journal of Machine Design)

年 卷 期：2023年第40卷第3期

页      码：32-40页

摘      要：为解决软体驱动器负载能力差、刚度不可变的问题,文中设计了一种嵌入SMA丝的气动变刚度驱动器。首先,通过分析驱动器弯曲时的力矩平衡方程,建立驱动器弯曲理论模型和刚度理论模型。其次,通过数学模型和Abaqus有限元仿真分析气腔长度、气腔厚度和限制层壁厚3个参数对弯曲性能的影响,得到在规定范围内弯曲性能最佳的最优尺寸组合。然后,通过有限元仿真与实验,验证了限制层嵌入SMA丝提高了气动软体驱动器的刚度。最后,对比理论模型、有限元仿真结果与样机实验的数据。仿真结果与实验结果表明,上述3个分析参数对弯曲影响的趋势保持一致,以及嵌入SMA丝几乎不影响驱动器的弯曲性能,同时能够有效地提高气动软体驱动器的刚度。

主 题 词：气动软体驱动器 SMA丝 变刚度 有限元仿真 Abaqus 

学科分类：08[工学] 080203[080203] 0802[工学-机械学] 

D　O　I：10.13841/j.cnki.jxsj.2023.03.026

馆 藏 号：203121001...